鎂合金絲-PLA復(fù)合材料的制備、界面強(qiáng)度和力學(xué)性能研究.pdf

1、可降解聚乳酸的強(qiáng)韌性差，而醫(yī)用鎂合金的腐蝕速率太快，這些都制約了其臨床應(yīng)用。本文利用鎂合金絲定向增強(qiáng)聚乳酸基體，采用熱壓成型工藝制備復(fù)合材料，并通過(guò)拉拔成型工藝和退火處理使得聚乳酸得到自增強(qiáng)，制備出高強(qiáng)度聚乳酸基復(fù)合材料棒材。通過(guò)單纖維拔出試驗(yàn)和分子動(dòng)力學(xué)模擬方法研究了鎂合金絲表面微弧氧化處理對(duì)復(fù)合材料兩相界面性能的影響及強(qiáng)化機(jī)制。采用拉伸、彎曲、剪切等實(shí)驗(yàn)方法研究了鎂合金絲微弧氧化處理和直徑大小對(duì)復(fù)合材料力學(xué)性能的影響，探索了拉拔工藝

2、及退火處理對(duì)復(fù)合材料中聚乳酸的微觀組織、力學(xué)性能的影響。
　　本研究表明，鎂合金絲微弧氧化處理能顯著改善復(fù)合材料界面性能，復(fù)合材料兩相界面平均剪切強(qiáng)度提高了369.8％，絲材臨界埋入深度降低了77.4％，并使得復(fù)合材料的界面斷裂由原先的界面控制轉(zhuǎn)變?yōu)榛w控制。對(duì)鎂合金絲材直徑為0.3 mm、含量為6vol％的復(fù)合材料，微弧氧化處理可將復(fù)合材料彎曲強(qiáng)度從94MPa提高至110 MPa，是純聚乳酸的1.33倍。相同鎂合金絲微弧氧化條件

3、下，0.2 mm、0.3 mm、0.45 mm這三種直徑鎂合金絲對(duì)聚乳酸的強(qiáng)化效果明顯，且復(fù)合材料界面平均剪切強(qiáng)度隨絲材直徑增大而提高，但直徑為0.68 mm的鎂合金絲強(qiáng)化作用差。界面強(qiáng)化的主要機(jī)制源于聚乳酸基體鑲嵌在微弧氧化膜的多孔結(jié)構(gòu)內(nèi)形成的機(jī)械鎖合作用以及微弧氧化膜粗糙表面增大的界面摩擦力作用，此外，界面分子間作用力的提高也是復(fù)合材料界面強(qiáng)化的一種機(jī)制，這要?dú)w于界面上聚乳酸的H和O原子分別對(duì)微弧氧化膜表面O離子和Mg離子的吸附取向